CN103512549A - 一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其在高层建筑上安装监测点棱镜、基准点棱镜和测量机器人，测量机器人内安装有自动目标识别ART(Automatic Target Recognition)、望远镜、物镜和内置CCD相机，测量机器人连接信号电源控制，信号电源通过数据线连接站内计算机，并通过互联网输出到远程控制计算机，站内计算机连接无线信号发射器。本系统对高层建筑变形监测可以在无需操作人员干预下实现自动观测、记录、处理、存储、报表编制、预警预报和数据通讯等功能。

Description

一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统
【技术领域】
本发明涉及一种自动监测系统，尤其涉及一种利用机器人测量高层建筑摆动的自动监测系统。
【背景技术】
高层建筑随着城市化进程的不断推进而在城市中所占比例越来越大，特别是东部沿海城市的高层建筑，由于风力的影响会发生较大的震动，尤其是沿海城市台风来临时候，高层建筑的摆动幅度会更大。同时各个建筑的结构不同，对不同应力承受程度也不同。因此有必要对正在使用中高层建筑进行不同风力下的摆动动态监测。进而根据监测的数据进行分析得出规律，目的是找出任何情况下高层建筑有可能会发生的危险，以便疏散高层建筑物内的人员，避免人身和财产损失。
现有技术中监测应用较多采用有线方式，但是有线方式需要综合布线，施工相对比较复杂，工期较长。而采用GSM／CDMA无线传输方式虽然免去布线麻烦，但是使用成本较高，不适合内网传输；而比较成熟的蓝牙技术虽然有较多有点，但是仍处在缺陷，其稳定性较差，功耗大同时传输距离受限制，组网规模较小；而当今流行的ZigBee无线技术，其传输协议比较繁琐许多芯片的ZigBee协议栈只能是一种协议功能，而不具有真正的应用性和操作性。
同时现有监测系统自动化程度低，需要人工介入监测，对于高层建筑摆动监测带来极大的不便利。
【发明内容】
为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，该系统设置数据传输模式可以便利实现人机交互和数据远程控制，避免了综合布线麻烦，便于使用和内网传输的目的，同时有利于大规模组网，而测量机器人应用实现设备之间自动监测采集数据避免人员介入，操作更为便利。
本发明所提供的技术方案是：一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其在高层建筑上安装监测点棱镜、基准点棱镜和测量机器人，测量机器人内安装有自动目标识别ART(Automatic Target Recognition)、望远镜、物镜和内置CCD相机，测量机器人连接信号电源控制，信号电源通过数据线连接站内计算机，并通过互联网输出到远程控制计算机，站内计算机连接无线信号发射器。
作为优选，所述的一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其测量机器人采用自主式目标识别，自动目标识别ART部件安装在望远镜上，红外光束通过光学部件被同轴投影在望远镜视准轴上，经物镜发射出去，被监测点棱镜或基准点棱镜反射回来的光束商城光点，由内置的CCD相机接受成像，经图像处理，解算出准直点代表的十字丝中心与监测点棱镜或基准点棱镜中心水平驱动量和垂直驱动量，仪器驱动轴系直接照准监测点棱镜或基准点棱镜中心，实现目标识别和照准，然后测量并显示角度和距离值。
作为优选，所述的一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其站内计算机提供可视化操作界面，接收用户指令，通过调用数据库，执行显示相关刷局功能。
作为优选，所述的一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其站内计算机可以保存并处理数据，为系统所有数据提供唯一通道和接口，站内计算机通过互联网直接发送数据至远程控制计算机，也可以通过无线信号发射器与数据中心人员数据交互，并将数据发给远程控制计算机。
作为优选，所述的一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其无线信号发射器可以为GSM／CDMA短信模式。
作为优选，所述的一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其所述的监测点棱镜、基准点棱镜、测量机器人、信号电源控制、站内计算机和无线信号发射器所组成功能单元应用于一个高层建筑，上述功能单元可以两个以上监测不同高层建筑组网连接唯一的远程控制进算机。
本系统数据传输模式包括三个层面，人机交互界面、数据的调用和处理，通讯接口，同时依靠调用数据库内数据提供展示平台。测量机器人可以人工操作也可以自动操作，既可以远距离控制也可以在站内计算机应用程序下控制使用，具有自动搜寻的功能，其测量较竞速为±0.5”，测距精度为±(1mm+1ppm)。
本发明有益效果是：本系统对高层建筑变形监测可以在无需操作人员干预下实现自动观测、记录、处理、存储、报表编制、预警预报和数据通讯等功能。
为使更进一步了解本发明的特征和技术内容，详见本发明附图和实施方式，然而所附图式仅供参考与说明用，并非是对本发明加以限制。
【附图说明】
图1为本发明立体结构图；
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
实施例1，一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其在高层建筑上安装监测点棱镜、基准点棱镜和测量机器人，测量机器人内安装有自动目标识别ART(Automatic Target Recognition)、望远镜、物镜和内置CCD相机，测量机器人连接信号电源控制，信号电源通过数据线连接站内计算机，并通过互联网输出到远程控制计算机，站内计算机连接无线信号发射器。测量机器人采用自主式目标识别，自动目标识别ART部件安装在望远镜上，红外光束通过光学部件被同轴投影在望远镜视准轴上，经物镜发射出去，被监测点棱镜或基准点棱镜反射回来的光束商城光点，由内置的CCD相机接受成像，经图像处理，解算出准直点代表的十字丝中心与监测点棱镜或基准点棱镜中心水平驱动量和垂直驱动量，仪器驱动轴系直接照准监测点棱镜或基准点棱镜中心，实现目标识别和照准，然后测量并显示角度和距离值。站内计算机提供可视化操作界面，接收用户指令，通过调用数据库，执行显示相关刷局功能。站内计算机可以保存并处理数据，为系统所有数据提供唯一通道和接口，站内计算机通过互联网直接发送数据至远程控制计算机，也可以通过无线信号发射器与数据中心人员数据交互，并将数据发给远程控制计算机。无线信号发射器可以为GSM／CDMA短信模式。
实施例2，一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其在应用在2个高层建筑上安装监测点棱镜、基准点棱镜和测量机器人，测量机器人内安装有自动目标识别ART(Automatic Target Recognition)、望远镜、物镜和内置CCD相机，测量机器人连接信号电源控制，信号电源通过数据线连接站内计算机，上述装置每个建筑安装一套，并通过互联网组网输出到远程控制计算机，站内计算机连接无线信号发射器。测量机器人采用自主式目标识别，自动目标识别ART部件安装在望远镜上，红外光束通过光学部件被同轴投影在望远镜视准轴上，经物镜发射出去，被监测点棱镜或基准点棱镜反射回来的光束商城光点，由内置的CCD相机接受成像，经图像处理，解算出准直点代表的十字丝中心与监测点棱镜或基准点棱镜中心水平驱动量和垂直驱动量，仪器驱动轴系直接照准监测点棱镜或基准点棱镜中心，实现目标识别和照准，然后测量并显示角度和距离值。站内计算机提供可视化操作界面，接收用户指令，通过调用数据库，执行显示相关刷局功能。站内计算机可以保存并处理数据，为系统所有数据提供唯一通道和接口，站内计算机通过互联网直接发送数据至远程控制计算机，也可以通过无线信号发射器与数据中心人员数据交互，并将数据发给远程控制计算机。无线信号发射器可以为GSM／CDMA短信模式。
实施例3，一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其在应用在5个高层建筑上安装监测点棱镜、基准点棱镜和测量机器人，测量机器人内安装有自动目标识别ART(Automatic Target Recognition)、望远镜、物镜和内置CCD相机，测量机器人连接信号电源控制，信号电源通过数据线连接站内计算机，上述装置每个建筑安装一套，并通过互联网组网输出到远程控制计算机，站内计算机连接无线信号发射器。测量机器人采用自主式目标识别，自动目标识别ART部件安装在望远镜上，红外光束通过光学部件被同轴投影在望远镜视准轴上，经物镜发射出去，被监测点棱镜或基准点棱镜反射回来的光束商城光点，由内置的CCD相机接受成像，经图像处理，解算出准直点代表的十字丝中心与监测点棱镜或基准点棱镜中心水平驱动量和垂直驱动量，仪器驱动轴系直接照准监测点棱镜或基准点棱镜中心，实现目标识别和照准，然后测量并显示角度和距离值。站内计算机提供可视化操作界面，接收用户指令，通过调用数据库，执行显示相关刷局功能。站内计算机可以保存并处理数据，为系统所有数据提供唯一通道和接口，站内计算机通过互联网直接发送数据至远程控制计算机，也可以通过无线信号发射器与数据中心人员数据交互，并将数据发给远程控制计算机。无线信号发射器可以为GSM／CDMA短信模式。
本系统可以应用超过10个敬高层建筑以上，共同组网由远程计算机控制作为数据处理中心。
本系统数据传输模式包括三个层面，人机交互界面、数据的调用和处理，通讯接口，同时依靠调用数据库内数据提供展示平台。测量机器人可以人工操作也可以自动操作，既可以远距离控制也可以在站内计算机应用程序下控制使用，具有自动搜寻的功能，其测量较竞速为±0.5”，测距精度为±(1mm+1ppm)。
然而上述仅本发明较佳可行的实施例而已，非因此局限本发明保护范围，依照上述实施例所作各种变形或套用均在此技术方案保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其特征是，在高层建筑上安装监测点棱镜、基准点棱镜和测量机器人，测量机器人内安装有自动目标识别ART(Automatic Target Recognition)、望远镜、物镜和内置CCD相机，测量机器人连接信号电源控制，信号电源通过数据线连接站内计算机，并通过互联网输出到远程控制计算机，站内计算机连接无线信号发射器。
2.根据权利要求1所述的一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其特征是，测量机器人采用自主式目标识别，自动目标识别ART部件安装在望远镜上，红外光束通过光学部件被同轴投影在望远镜视准轴上，经物镜发射出去，被监测点棱镜或基准点棱镜反射回来的光束商城光点，由内置的CCD相机接受成像，经图像处理，解算出准直点代表的十字丝中心与监测点棱镜或基准点棱镜中心水平驱动量和垂直驱动量，仪器驱动轴系直接照准监测点棱镜或基准点棱镜中心，实现目标识别和照准，然后测量并显示角度和距离值。
3.根据权利要求1所述的一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其特征是，站内计算机提供可视化操作界面，接收用户指令，通过调用数据库，执行显示相关刷局功能。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其特征是，站内计算机可以保存并处理数据，为系统所有数据提供唯一通道和接口，站内计算机通过互联网直接发送数据至远程控制计算机，也可以通过无线信号发射器与数据中心人员数据交互，并将数据发给远程控制计算机。
5.根据权利要求1所述的一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其特征是，无线信号发射器可以为GSM／CDMA短信模式。
6.根据权利要求1所述的一种基于测量机器人的高层建筑摆动自动监测系统，其特征是，所述的监测点棱镜、基准点棱镜、测量机器人、信号电源控制、站内计算机和无线信号发射器所组成功能单元应用于一个高层建筑，上述功能单元可以两个以上监测不同高层建筑组网连接唯一的远程控制进算机。
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